فرآیند هیدروفرمینگ لوله جزء فرآیندهای نوین شکل دهی فلزات می باشد. از آنجا که امروزه کاهش وزن قطعات، تولید در کوتاهترین زمان ممکن و کاهش هزینه ها و مراحل تولیدی با رعایت کیفیت بالا جز ء اهداف شرکت های تولیدی است، استفاده از این روش در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا و نظامی در دستور کار قرار گرفته است. در این پایان نامه، فرآیند هیدروفرمینگ لوله، به عنوان اصلی ترین روش تولید لوله های پله ای مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، به کمک روش اجزای محدود فرآیند تولید لوله های پله ای در نرم افزار "abaqusexplicit" شبیه سازی شده است. به منظور راسته آزمایی نتایج حاصل از شبیه سازی عددی، آزمایش های تجربی انجام شد. مطابقت نتایج حاصله از آزمایش های تجربی با شبیه سازی، درستی نتایج حاصل از شبیه سازی را تایید نموده است. مسیر فشار به عنوان مهم ترین پارامتر در تولید لوله های پله ای استوانه ای می باشد. در صورت اعمال فشار نامناسب بر حسب کورس سنبه، امکان بروز عیوبی از قبیل پارگی یا چروکیدگی در لوله بوجود خواهد آمد. در طی بررسی نتایج بدست آمده از تاثیر مسیر فشار بر شکل هندسی و توزیع ضخامت در تولید لوله های پله ای مشخص گردید که جهت بدست آوردن یک قطعه بدون عیب با ابعاد و تلرانسهای مورد نیاز و نسبت انبساط مطلوب با توزیع ضخامت قابل قبول، انتخاب مسیر فشار برحسب تغذیه محوری بسیار مهم می باشد. در این پژوهش امکان دستیابی به پر شدگی کامل گوشه قالب مورد استفاده، در اثر انتخاب مناسب مسیر فشار و مکانیزم قالب میسر گردید.

امروزه فرآیند هیدروفرمینگ لوله به طور وسیعی در صنایع توسعه یافته است و برای تولید قطعات لوله ای با سطح مقطع های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند، لوله با استفاده از فشار داخلی و تغذیه محوری به طور همزمان به شکل حفره قالب در می آید. کاهش وزن و هزینه، یکپارچگی بهتر ساختار، افزایش استحکام و کاهش در تعداد مراحل تولید از مزایای اصلی این فرآیند می باشد. لوله های پله ای کاربرد فراوانی در بسیاری از صنایع، به ویژه صنایع خودروسازی دارند. یکی از روش های ساخت این لوله ها، هیدروفرمینگ است. توزیع ضخامت و هندسه لوله های پله ای از موضوعات مهم در رابطه با این لوله ها می باشد. از طرفی مسیر فشار موثرترین پارامتر در فرآیند هیدروفرمینگ لوله محسوب می شود. در صورت اعمال نامناسب مسیر بارگذاری، امکان بروز عیوبی از قبیل پارگی یا چروکیدگی لوله وجود دارد. در این تحقیق، اثر مسیر فشار بر توزیع ضخامت و هندسه محصول در فرآیند هیدروفرمینگ لوله های پله ای بررسی شده است. لوله پله ای مورد نظر در این پژوهش بدون درز، از جنس فولاد زنگ نزن کم کربن (ss316l) و دارای مقطع دایره ای بوده است. در این پایان نامه، یک مسیر فشار سه خطی مد نظر قرار گرفته است. در این راستا، به کمک شبیه سازی اجزای محدود، اثر هر یک از پارامترهای مسیر فشار بر هندسه و توزیع ضخامت محصولبررسی قرار گرفته است. این پارامترها شامل فشارهای اولیه و نهایی و تغذیه های محوری اولیه و نهایی می باشد. مشخص شده است که با افزایش فشارهای اولیه و نهایی و کاهش تغذیه محوری اولیه، میزان بالج لوله افزایش و میزان چروکیدگی و میانگین ضخامت لوله کاهش می یابد و توزیع ضخامت لوله یکنواخت تر می گردد. همچنین نشان داده شده است که اثر فشار نهایی نسبت به فشار اولیه بر هندسه و توزیع ضخامت لوله بیشتر است. با افزایش تغذیه محوری نهایی نیز، میزان بالج و چروکیدگی لوله افزایش می یابد. جواب های حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و درستی نتایج حاصل از روش اجزای محدود تأیید شده است. در این تحقیق، علاوه بر مسیر بارگذاری، اثر پارامترهای هندسی قالب و لوله، ضریب اصطکاک و خواص ماده نیز بر هندسه و توزیع ضخامت محصول به کمک شبیه سازی اجزای محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. نشان داده شده است که با کاهش طول ناحیه انبساط، سطح تماس بین لوله و قالب افزایش می یابد اما با کاهش بیش از حد آن، نه تنها ممکن است دیواره لوله با دیواره قالب تماس نیابد بلکه احتمال تابیدگی و چروکیدگی لوله نیز وجود دارد. همچنین با کاهش عرض ناحیه انبساط، سطح تماس لوله و قالب افزایش می یابد. با افزایش شعاع گوشه قالب، پرشدگی حفره قالب و نازک شدگی ضخامت لوله افزایش می یابد. فاصله لبه لوله تا مرکز قالب و همچنین ضریب اصطکاک، در محدوده بررسی شده در این تحقیق، اثری بر هندسه و توزیع ضخامت لوله نداشته است. با افزایش توان کرنش سختی (n) و کاهش ضریب استحکام (k)، میزان بالج و نازک شدگی لوله افزایش و میزان چروکیدگی آن کاهش می یابد.

لوله های کنگره ای فلزی قطعاتی هستند که در سیستمهای تاسیساتی برای جلوگیری از انبساط نامنظم لوله ها در اثر دما، جذب ارتعاشات محیط و حرکتهای مکانیکی، کنترل دمای سیستمهای تبرید یا تهویه کننده ها بکار می روند. علاوه بر کاربرد آنها در صنایع تاسیسات، کاربردهای دیگری نیز در صنایع نظامی، صنایع شیمیایی، صنایع خودروسازی و دیگر صنایع دارند. تولید لوله های کنگره ای به روش هیدروفرمینگ، در دو دهه اخیر افزایش بسیار زیادی یافته است. مراحل بشکه ای شدن و جمع شدن صفحات قالب از مهم ترین مراحل تولید این قطعات می باشند زیرا کیفیت قطعه نهایی تولید شده، وابسته به تولید صحیح قطعه در هر یک از این مراحل می باشد. با این وجود، به دلیل پیچیدگی اثر پارامترهای موثر در فرآیند نظیر فشار، تغذیه محوری، نیروی اصطکاک و هندسه قطعه، تولید قطعات با این روش همواره با مشکلاتی همراه بوده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تجربی و تحلیلی فرآیند هیدروفرمینگ لوله های کنگره ای در دو مرحله انبساط آزاد و جمع شدن صفحات قالب به منظور بررسی تاثیر فشار داخلی سیال در شکل دهی این لوله ها می باشد. در این پایان نامه مدل تحلیلی برای پیش بینی تحلیلی فشار شکل دهی در مرحله انبساط آزاد و همچنین پیش بینی تحلیلی نیروی بسته شدن قالب در مرحله جمع شدن صفحات قالب ارائه گردیده است. نتایج حاصل از مدل تحلیلی با آزمایشات تجربی مقایسه گردیده و مطلوبیت تحلیل انجام شده نشان داده شده است. در ادامه اثر پارامترهایی مانند توان کار سختی، شعاع اولیه، طول آزاد و ضخامت اولیه لوله در مرحله انبساط آزاد بر روی فشار مورد نیاز برای شکل دهی به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و همچنین به بررسی پایداری در تولید این لوله ها پرداخته شده است. بررسی پارامترهای موثر بر نیروی بسته شدن قالب از قبیل فشار بسته شدن، ضخامت و شعاع لوله نیز به صورت تحلیلی انجام گردیده است. نشان داده شده است که توان کار سختی، طول آزاد، ضخامت و شعاع لوله اولیه از پارامترهای بسیار موثر بر فشار شکل دهی می باشند و همچنین در میان پارامترهای دیگر، فاصله بین صفحات قالب که تعیین کننده طول آزاد لوله می باشد به همراه شعاع لوله اولیه بر محل شروع ناپایداری در تولید تاثیر مستقیم دارند.

در فرآیند کشش عمیق سنتی، بطور مرسوم از سیستم ورق گیر با نیروی ثابت استفاده می شود. یکی از اصلی ترین اهداف در این فرآیند، افزایش نسبت کشش می باشد. در این پژوهش، برای افزایش حد نسبت کشش (ldr) از یک روش جدید، یعنی سیستم ترمز ضد قفل (abs)استفاده شده است. نسبت کشش حاصل با نسبت کشش بدست آمده در سیستم ورق گیر با روش سنتی، مقایسه شده است. اصول کلی سیستم جدید بدین صورت است که ورق از قسمت فلنج به راحتی با توجه به میزان گپ (فاصله بین ورق و ورق گیر) داخل قالب کشیده می شود، ورق گیر به صورت نوسانی پایین و بالا می رود و در هر نوسان یک ضربه روی ورق می زند و در نتیجه از چروک شدن آن جلوگیری می-کند و چنانچه ورق کمی چروک شده باشد، آن را صاف می کند. نشان داده شده است که با روش جدید abs می توان قطعات ورقی را به طور مناسب شکل داد. در این روش میزان گپ و فرکانس ورق گیر، تاثیر بسزایی بر فرایند کشش دارد. در تحقیق حاضر از مکانیزم لنگ برای ایجاد حرکت نوسانی ورق گیر استفاده شده است. در آزمایش ها جنس ورق آلومینیوم 1050، قطر سنبه ?? میلیمتر، ضخامت بلانک اولیه mm 1/1 و سرعت پرس 15 میلی متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. نتایج نشان دادند که نسبت کشش با روش abs نسبت به روش مرسوم حدود % 14 افزایش پیدا کرده است. واژه های کلیدی: کشش عمیق- ورق گیر abs - نسبت کشش

کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی، توانایی بالایی درتولید قطعات با هندسه های پله دار و با نسبت کشش حدی بالا، در یک مرحله، از خود نشان داده است. به دلیل اینکه در این فرایند، عامل شکل دهی، سیال پر فشار، مانند آب یا روغن می باشد، مزایایی حاصل می شود، مانند: توانایی ایجاد شکل های پیچیده روی ورق اولیه بر طبق شکل سنبه، افزایش نیروی اصطکاک بین سنبه و ورق و بنابراین امکان انتقال نیروهای بزرگتر در منطقه شکل دهی، توانایی اعمال فشار شعاعی در اطراف لبه خارجی ورق و روانکاری ناحیه تماس ورق و قالب در ناحیه فلنج و بنابراین حذف تماس فلز با فلز که منجر به کاهش اصطکاک و تنش های شعاعی شده که نهایتاً از پارگی زود هنگام ورق، جلوگیری می کند.این فرایند منجر به: نسبت کشش بالا، کیفیت سطح بالا، دقت ابعادی بالا و توانایی تولید قطعات با شکل های پیچیده، می-شود.این فرایند از پارامترهای زیادی تاثیر می پذیرد.مهم ترین این پارامترها ، فشار سیال داخل محفظه قالب یا مسیر فشار و پارامترهای سنبه هستند که باید به دقت، کنترل شوند. در این تحقیق، تاثیر شعاع های ناحیه مخروطی، روی نسبت کشش و توزیع ضخامت قطعات مخروطی در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی، با دو رویکرد کار آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود در نرم افزار abaqus 6.9، مورد بررسی، قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که شعاع راس سنبه بسیار موثرتر از شعاع گذر می باشد. به طوری که با افزایش شعاع راس سنبه، کمینه ضخامت، افزایش می یابد و توزیع ضخامت، یکنواخت تر می شود. به علاوه با افزایش شعاع راس سنبه، نسبت کشش می تواند به مقدار قابل توجهی افزایش یابد. واژه های کلیدی: کشش عمیق هیدرودینامیکی ، نسبت کشش حدی، قطعات مخروطی، شبیه سازی اجزای محدود

یکی از پرکاربردترین روش های هیدروفرمینگ ورق، کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی است که به عنوان روش هیدروفرمینگ در این پژوهش در نظر گرفته شده است. پارامترهای مهم در این روش عبارتند از سرعت سنبه، پیش فشار اعمالی به ورق، مسیر فشار، فشار نهایی سیال، ابعاد قطعه و . . . در این پژوهش، هیدروفرمینگ قطعات استوانه ای، استوانه ای سرکروی و مخروطی با استفاده از روش تراز قاچی شکل تحلیل شد. حل تحلیلی تراز قاچی شکل که رهیافت تعادل پیکر آزاد نیز نام دارد، شامل نوشتن تراز نیرو، روی قاچی از فلز با ضخامت جزئی است. در نتیجه معادله دیفرانسیلی به دست می آید که در آن تغییرات تنها در یک امتداد در نظر گرفته شده است. با استفاده از شرایط مرزی مناسب و انتگرال گیری، جواب این معادله به دست آمد و مواردی مانند ناپایداری، نسبت کشش و توزیع تنش بررسی شد. در ادامه، بهینه سازی فرآیند یاد شده به منظور ارضای سه تابع هدف به صورت هم زمان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از شبکه عصبی برای شبیه سازی مدل و از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی استفاده شده است.

در سالهای اخیر استفاده از هیدروفرمینگ لوله در صنایع مختلف خصوصا صنایع خودروسازی کاربرد داشته است. یکی از مشکلات قالبهای سنتی هیدروفرمینگ لوله های دوپله ای، پرشدن کامل قالب می باشد که نیازمند استفاده از فشارهای بالا در اینگونه قالب ها می باشد. استفاده از فشارهای بالا نیز باعث پارگی لوله و نازک شدگی شدید لوله می شود. در این پژوهش به منظور بهبود پرشدگی قالب، یک مکانیزم جدید با استفاده از دو جفت بوش متحرک و طی سه مرحله قطعه استوانه ای دوپله ای هیدروفرم گردید. در این مکانیزم ابتدا لوله در قالب جایگذاری و آب بندی می گردد. در مرحله اول، دو بوش بیرونی نقش بدنه قالب را بازی می کنند و ثابت می مانند. سپس فشار سیال افزایش یافته و لوله منبسط می گردد و دو بوش درونی به سمت یکدیگر حرکت کرده تا پله اول شکل بگیرد. در مرحله دوم، فشار سیال کاهش یافته و دو بوش بیرونی، کمی بیرون کشیده می شوند تا حفره لازم برای شکل دهی پله دوم فراهم شود. لازم به ذکر است در این مرحله به دلیل پایین بودن فشار هیچگونه تغییر شکلی در قطعه ایجاد نمی گردد. در مرحله نهایی دوباره فشار سیال افزایش یافته و کل بوش ها همزمان حرکت کرده تا پله دوم شکل داده شود. این فرآیند در نرم افزارabaqus6.9 شبیه سازی شد و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. سپس این لوله دو پله ای، با این مکانیزم شکل دهی گردید. لوله دوپله ای از جنس ss316l با مکانیزم جدید ارائه شده شکل داده شد. این قطعه در فشارهای بالاتر از mpa20 در مرحله سوم شکل دهی پاره می شود و در فشارهای کمتر از mpa 18 دچار چروکیدگی می گردد. همچنین قطعه مورد نظر در یک قالب با یک جفت بوش متحرک و نیز قالب های سنتی نیز بررسی و شبیه سازی گردید.

صفحات دوقطبی یکی از مهمترین اجزای یک پیل سوختی به حساب می آیند. این صفحات از جنس های مختلف نظیر صفحات گرافیتی، کامپوزیتی و فلزی (بخصوص فولاد زنگ نزن) و با فرآیندهای متفاوت نظیر ماشینکاری، قالبگیری و شکل دهی ساخته می شوند. در سال های اخیر استقبال زیادی از صفحات فلزی دوقطبی شکل دهی شده به عمل آمده است. در بحث طراحی الگو های مسیر جریان بر روی این صفحات، از الگوهای متفاوتی نظیر مارپیچ، موازی و پینی استفاده می شود. از بین این الگوها، شکل دهی صفحات دوقطبی با مسیر جریان پینی یکی از پیچیده ترین حالت ها می باشد. تاکنون گزارشی مبنی بر شکل دهی صفحات دوقطبی فلزی با الگوی پینی مشاهده نشده است. به دلیل اهمیت بالای این نوع مسیر جریان و راندمان بالای آن در شرایط دما بالا و پیچیدگی شکل دهی آن، شکل دهی صفحات فلزی دوقطبی با مسیر جریان پینی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش شکل دهی صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با ضخامت 11/0 میلیمتر و با الگوی پینی به کمک فرآیند هیدروفرمینگ بطور شبیه سازی و تجربی بررسی شد. در ابتدا با مقایسه دو حالت شکل دهی با قالب محدب و مقعر امکان شکل دهی الگوی پینی مورد بررسی قرار گرفت. در این مورد چهار پارامتر درصد پرشدگی، درصد نازک شدگی، زبری سطح آندی- کاتدی و دقت ابعادی نواحی آندی– کاتدی و کانال مسیر جریان بررسی شد. سپس با انتخاب حالت شکل دهی مناسب (از بین دو حالت محدب و مقعر)، پارامتر های مختلف نظیر نسبت عمق به عرض، هندسه پین، زاویه دیواره، ابعاد پخ و سطح فشار تغییر داده شد و اثر آنها بر روی درصد نازک شدگی و درصد پر شدگی بررسی شد. بدین منظور ابتدا چند تست تجربی به عمل آمد و در ادامه با انجام شبیه سازی و تایید نتایج آن، به منظور بررسی گسترده تر، از شبیه سازی استفاده شد. در نهایت، پس از بررسی پارامترهای مختلف مربوط به هندسه های مختلف پین، بهترین پارامترها به منظور شکل دهی صفحات دوقطبی فلزی با الگوی پینی شکل با هندسه های دایروی و بیضوی با نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ 7/0 و 4/0 ارایه شد. در طی این پایان نامه، صفحات دوقطبی فلزی سالمی با الگوی پینی شکل در هندسه های مختلف (هندسه های دایروی و بیضوی با نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ 7/0 و 4/0) به کمک روش هیدروفرمینگ برای نخستین بار شکل دهی شدند. علاوه بر قابلیت شکل دهی چنین صفحاتی، نمونه هایی با نسبت عمق به عرض زیاد (67/0) (که از نسبت عمق به عرض نمونه های شیاری شکل داده شده در دیگر پژوهش ها بیشتر می باشد) بطور کامل و بدون وجود آثاری از پارگی شکل داده شد.

صفحات دوقطبی یکی از مهمترین اجزای پیل سوختی بشمار می¬آیند که بیشترین وزن و هزینه را در ساخت آن به خود اختصاص می¬دهند. در صنعت این قبیل صفحات را با روش¬های متنوعی همچون استمپینگ، شکل¬دهی با لایه لاستیکی، شکل¬دهی الکترومغناطیسی و هیدروفرمینگ تولید می¬کنند که هر کدام از آنها دارای معایب خاص خود می¬باشند. در این بین، فرآیند هیدروفرمینگ به دلیل دارا بودن مزایای متعدد، بعنوان یک روش کاربردی در شکل¬دهی صفحات دوقطبی با الگوی پیچیده مطرح است. صفحات دوقطبی دارای هندسه مسیر جریان سیال مختلفی هستند که عبارتند از: شیاری، پینی، متصل بهم و مارپیچ. در این میان، شکل¬دهی الگوی شیاری مارپیچ به دلیل پیچیدگی و دقت هندسی بالای الگوی مسیر جریان، فاصله کم بین شیارها و نیز ضخامت بسیار کم ورق، کار بسیار مشکلی است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه الگوهای شیاری صورت گرفته است اما نکته¬ قابل توجهی که در شکل¬دهی این الگوها از اهمیت خاصی برخوردار است، دستیابی به نسبت عمق به عرض بالا در کانال¬ها می¬باشد که در این پژوهش مدنظر قرار داده شده است. از طرفی پژوهش¬هایی که تاکنون در زمینه شکل¬دهی الگوهای شیار مارپیچی انجام شده محدود به شکل¬دهی به روش لایه لاستیکی بوده و تاکنون شکل¬دهی این الگوی پیچیده به روش هیدروفرمینگ بررسی نشده است. از این رو در این پژوهش، قابلیت شکل¬دهی صفحات دو¬¬قطبی با الگوی شیار مارپیچ موازی به کمک روش هیدروفرمینگ به¬صورت تجربی و شبیه¬سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، صفحاتی از جنس فولاد زنگ¬نزن 304 به ضخامت 11/0 میلیمتر شکل داده شدند و تاثیر برخی از پارامترهای هندسی و فرآیندی بر شکل¬دهی این صفحات مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حالت مطلوب برای شکل¬دهی صفحات، شیارهایی به پهنای دیواره 65/0 میلیمتر، عرض 5/1 میلیمتر، زاویه دیواره 10 درجه، شعاع فیلت داخلی 2/0 و خارجی 3/0 میلیمتر و نسبت شعاع مارپیچ کانال 2 می¬باشد. با دستیابی به پارامترهای هندسی و فرآیندی مطلوب، امکان شکل¬دهی صفحاتی با نسبت عمق به عرض بالا در حدود 53/0 در حالت مقعر و 62/0 در حالت محدب و با درصد پرشدگی 91/95% در حالت کلی میسر گردید.

شکل دهی دورانی یکی از قدیمی ترین روش های شکل دهی ورق های فلزی است که در آن با اعمال نیروی موضعی به ورق در حال چرخش، بطور تدریجی تحت تغییر شکل پلاستیک قرار می گیرد. پارامترهای زیادی مانند جنس و ابعاد هندسی قطعه کار و نیز ابزار، دمای شکل دهی و روانکاری وجود دارند که بر این فرآیند تاثیر می گذارند. همچنین به دلایل مختلفی ممکن است فرآیند شکل دهی بطور کامل انجام نشده و قطعه کار دچار پارگی، چروکیدگی و تغییر شکل های ناخواسته شود. در این پژوهش، ابتدا به بررسی انواع عیوب که ممکن است در حین فرآیند رخ دهد پرداخته شده و راه های برطرف کردن آنها بصورت تجربی پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد با توجه به جنس قطعه کار، با انتخاب مناسب سرعت باردهی و مقاوم کردن لبه های خارجی در برابر تنش های فشاری و نیز پیکربندی صحیح ابزار و قطعه کار بر روی ماشین ابزار، می توان این عیوب را برطرف کرد. در ادامه جهت بررسی تاثیر جنس قطعه کار بر پارامترهای خروجی مانند توزیع ضخامت و صافی سطح نهایی قطعه کار و میزان برگشت فنری آن، سه جنس متداول و پرکاربرد به عنوان قطعه کار، شامل، فولاد کم کربن، آلومینیوم و مس را انتخاب کرده و در شرایط یکسان تحت تغییر شکل دورانی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از تست های تجربی نشان داده است که صافی سطح نهایی و توزیع ضخامت قطعه فولادی بهتر از مس و آلومینیوم بوده است. همچنین قطعه مسی دارای برگشت فنری کمتری نسبت به دو جنس دیگر بوده است. برای بررسی تاثیر جنس ابزار بر پارامترهای خروجی، چهار جنس مختلف شامل فولاد، ارتالون، پلی آمید و کائوچو به عنوان جنس ابزار انتخاب شده و در شرایط یکسان برای شکل دهی ورق های آلومینیومی قرار گرفتند. پژوهش های تجربی حاکی از آن بوده که مناسب ترین ابزار برای شکل دهی دورانی ورق های آلومینیومی ابزار کائوچو می باشد. برای بررسی تاثیر شکل هندسی ابزار بر پارامترهای خروجی، سه ابزار غلتکی کائوچویی با شعاع های نوک مختلف مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داده است که ابزار با شعاع نوک بزرگتر تغییر شکل یکنواخت تری را بوجود آورده که البته محدودیت هایی در شکل دهی مناطق با زاویه تند نیز خواهد داشت.

شکل¬دهی بدست آمده در این پژوهش برای پیش¬بینی شکل¬پذیری قطعه¬های صنعتی قابل استفاده است. تولید محصولات پیچیده صنعتی از لوله¬های فلزی با هدف افزایش نسبت استحکام به وزن سازه¬ها و خصوصاً کاهش مصرف سوخت وسایل نقلیه در سال¬های اخیر مورد توجه صنعتگران قرار گرفته است. در این راستا یکی از فرایندهای جدید مورد استفاده، روش¬های شکل¬دهی با سیال (هیدروفرمینگ) می¬باشد. پارگی در فرایندهای شکل¬دهی ورق¬ها و لوله¬ها به عنوان یکی از اصلی¬ترین عوامل محدود کننده، با استفاده از منحنی-های حد شکل¬دهی (fld) مورد ارزشیابی قرار می¬گیرد. استفاده از منحنی حد شکل دهی برآمده از روش های شکل دهی سنتی در فرایند هیدروفرمینگ معتبر نیست. بکارگیری منحنی حد شکل دهی برآمده از روش های شکل دهی ورق نیز در فرایندهای هیدروفرمینگ لوله خطاساز است. در این پژوهش با هدف پیش بینی تجربی حد شکل دهی لوله فولادی زنگ¬نزن 304، نخست در فرایند هیدروبالجینگ متقارن محوری به بررسی عددی اثر نحوه بارگذاری و هندسه قالب بر مسیر کرنش گذاری و ناپایداری پلاستیک ایجاد شده در لوله پرداخته شد. به¬منظور بررسی اثر نحوه بارگذاری، سه نوع بارگذاری آزاد، بارگذاری با تغذیه محوری لوله و بارگذاری با انتهای ثابت لوله مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه اثر هندسه قالب با تغییر در شعاع گوشه (r) و طول¬ ناحیه تغییر شکل (w) انجام شد. در این پ‍ژوهش، اثر مقدار تغذیه محوری لوله در حالت بارگذاری با تغذیه محوری بر روی نسبت کرنش (β) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی نشان داد که مسیر کرنش¬¬گذاری لوله در دو حالت بارگذاری آزاد و بارگذاری با انتهای ثابت لوله، به صورت تقریباً مشابه در سمت راست منحنی حد شکل¬دهی قرار دارد. در این شرایط، با افزایش طول ناحیه تغییر شکل (w)، نسبت کرنش (β) به سمت صفر میل می¬کند که این نتیجه مستقل از شرایط مرزی است. با افزایش شعاع گوشه قالب (r) در حالت بارگذاری آزاد، با کاهش نسبت کرنش (β) مسیر کرنش¬گذاری به سمت حالت کرنش¬صفحه¬ای نزدیک می¬شود؛ درحالی¬که در بارگذاری با تغذیه محوری لوله، افزایش شعاع قالب تاثیر قابل توجه¬ای بر مسیر کرنش¬گذاری قطعه و نسبت کرنش ندارد. در حالت بارگذاری با تغذیه محوری، با افزایش مقدار تغذیه لوله، نسبت کرنش (β) کاهش چشم¬گیری می¬یابد. در بخش تجربی از این تحقیق، از بین آزمون¬های مختلف شبیه¬سازی شده تعداد 10 آزمون با پراکندگی مناسب مسیر بارگذاری بر روی صفحه کرنش انتخاب گردید. پس از طراحی و ساخت قالب، لوله¬های مدرج شده تا رسیدن به پارگی تحت شرایط کنترل شده تحت بارگذاری قرار گرفت و با اندازه¬گیری کرنش در نواحی مجاور پارگی منحنی حد شکل¬دهی لوله فولادی ترسیم گردید. منحنی fld بدست آمده برای لوله فولادی زنگ¬نزن 304 با منحنی fld همین جنس از ورق از مطالعات دیگر محققین مورد مقایسه قرار گرفت. در مرحله نهائی به¬منظور بررسی کارائی و دقت معیار شکل¬پذیری استخراج شده، از آن برای پیش¬بینی پارگی در فرایند ساخت بادامک از لوله مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل عددی و تجربی در این بخش نشان داد که منحنی fld بدست آمده با دقت قابل قبولی توان پیش¬بینی شکل¬پذیری را در فرایند هیدروفرمینگ بادامک داراست. علاوه بر این، بررسی شکل¬پذیری قطعه صنعتی تایید کرد که منحنی حد

مزایای استفاده از فرآیندهای نیمه جامد کاهش میزان تخلخل های گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیب دار خنک شونده به منظور تولید شمشال های اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با استفاده از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمه جامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیواره های صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعه ای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیب دار شامل دما، طول و زاویه سطح شیب دار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب می باشند، با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و از طریق نرم افزار flow-3d بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال می شود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمه جامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیق تر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با استفاده از نرم افزار deform-3d، شبیه سازی هایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مطلوب ترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح ?40 و دمای بارریزی c?625 بدست می آید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانه ها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود hb80 می شود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر می باشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکل پذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش می یابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه سازی نیز نشان می دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیه سازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمه جامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرم افزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمه جامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی نشان می دهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از °c25 به °c450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت تر و ناهمگن در آلیاژ می شود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونه ها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانه ها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان می دهد که اندازه دانه ها برای مدت زمان نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °c600 به میزان 5% و در دمای °c570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش می یابد.

رآیند هیدروفرمینگ دو ورقی یکی از روش های نوین شکل دهی ورق های فلزی است که منجر به تولید قطعات توخالی با مقاطع عرضی مختلف می گردد. این روش نسبت به روش های گذشته موجب کاهش زمان تولید و افزایش دقت قطعات تولیدی می گردد . هدف از انجام پژوهش حاضر، اجرای فرآیند هیدروفرمینگ دو ورقی بر روی ورق هایی با جنس های متفاوت می باشد . برای بررسی دقیق تر فرآیند، از شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس استفاده گردید و نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج تجربی با هم مقایسه شد و هماهنگی قابل قبولی بین نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی مشاهده گردید. همچنین در ادامه با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود به بررسی میزان شکل پذیری ورق ها در عمق های مختلف قالب و تاثیر مسیرهای بارگذاری مختلف بر روی کیفیت قطعه تولید شده، پرداخته شده است .

اکستروژن یکی از متداولترین فرآیندهای شکل دهی حجمی است که از آن جهت تولید قطعات بلند با مقاطع ثابت در طول، استفاده می شود. پایان نامه ی حاضر با هدف بررسی اثر هندسه ی قالب های مخروطی بر نیروی مورد نیاز برای فرآیند اکستروژن مستقیم و سرد لوله، تنش ایجاد شده در قالب، کرنش پلاستیک و تنش پسماند باقیمانده در محصول نهایی با استفاده از روش تحلیلی و عددی نگارش شده است. برای این منظور با استفاده از روش تحلیل قاچی روابط مربوط به نیروی سنبه در حین فرآیند محاسبه شد. از اقدامات صورت گرفته در این قسمت که این پژوهش را از کارهای انجام شده توسط سایرین متمایز می سازد، اعمال اثر کار اضافی در روابط بدست آمده برای فرآیند است. با استفاده از مدلسازی اجزای محدود، تأثیر زاویه ی قالب مخروطی بر نیروی مورد نیاز سنبه ، تغییرات کرنش های پلاستیک و متعاقباً تنش های پسماند در محصول نهایی برای تولید لوله از آلومینیوم 5154 بررسی شد.

اکستروژن فرآیندی است که طی آن یک شمش فلزی تحت فشار اعمال شده توسط سنبه، از داخل قالبی با شکل معین عبور داده شده و سطح مقطع آن کاهش می یابد. اکستروژن در مقایسه با دیگر روش های تولید که در صنعت استفاده می شوند، مزیت هایی دارد که از جمله آن ها می توان به کاهش دور ریز مواد، دقت ابعادی بالا، کاهش یا حذف کامل ماشین کاری، صافی سطح خوب و خواص مکانیکی بهتر محصولات نسبت به ماده اولیه به دلیل جریان دانه وکارسختی، اشاره کرد. با توجه به اینکه روش اجزاءمحدود یک ابزار قدرتمند در تحلیل و تخمین پارامتر های فرآیند اکستروژن می باشد، در این تحقیق، فرآیند اکستروژن معکوس لوله به روش اجزاءمحدود توسط نرم افزار abaqus شبیه سازی شده است. هدف از این کار بررسی تاثیر پارامترهای فرآیندی شامل زاویه مخروطی قالب، ضریب اصطکاک و درصد کاهش سطح، بر مشخصه های فرآیندی شامل تنش ایجاد شده روی قالب، تنش پسماند شمش و نیروی اکستروژن می باشد. نتایج حاصل به صورت نمودارهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته و با رویکرد بهبود مقادیر مشخصه های فرآیندی، زوایای مخروطی بهبود یافته ارائه شده است. همچنین در این پژوهش از رویکرد جدیدی مبتنی بر روش تحلیل قاچی، برای مطالعه و تحلیل فرآیند اکستروژن لوله با قالب مخروطی استفاده شده است. در این رویکرد جدید، روابط مربوط به کار اضافی به صورت ابتکاری در روابط تعادل مربوط به هر قاچ اضافه شده و معادلات جدیدی برای محاسبه تنش در این فرآیند، منتج شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل انجام گرفته در این تحقیق با نتایج آزمونهای تجربی، از افزایش دقت و کاهش خطا نسبت به روشهای تحلیلی موجود حکایت دارد.

فرآیند خمکاری یکی از فرآیندهای شکل دهی فلزات است. لوله های خمیده (زانویی ها) با شعاع خم کوچک کاربرد زیادی در موتور هواپیماها، سفینه های فضایی، موتور کشتی ها و غیره دارند. در خمکاری لوله ها هر چه شعاع خم کوچکتر باشد احتمال ایجاد عیوب در آنها بیشتر می شود خصوصا هنگامیکه سطح مقطع لوله غیر دایره ای باشد. در چنین شرایطی به کمک روش های معمول خمکاری لوله ها، نمی توان این خم ها را با کیفیت مطلوب تولید کرد. بنابراین ارایه روش های جدید و ابتکاری برای تولید خم های با شعاع کوچک در لوله های با مقطع غیر دایره ای ضروری به نظر می رسد. از جمله این روش های ابتکاری که در سال های اخیر در زمینه شکل دهی فلزات مورد توجه فراوان قرار گرفته است، شکل دهی به ابزارهای انعطاف پذیر می باشد. در پژوهش پیش رو، خمکاری لوله جدار نازک انتها بسته بدون درز با مقطع مربعی از طریق شبیه سازی و تجربی انجام می گیرد. بدین ترتیب که فرآیند شکل دهی و خمکاری لوله های مذکور توسط نرم افزار شبیه سازی آباکوس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و سپس نتایج با نمونه های شکل داده شده به روش تجربی مقایسه گردیده و تعدادی از پارامترهای موثر بر خمکاری لوله مورد بررسی قرار می گیرند.

چکیده ندارد.